2010“单片机课程设计”要求和题目说明。
课程设计题目。
一、霓虹灯模拟控制 3
二、简易电子密码锁 4
三、点阵式led显示器 5
四、电子音调发生器 7
五、基于单片机的低频信号发生器 8
六、单片机间的can通信 9
七、单片机间的串行通信 10
八、简易数字电压表 11
说明：1. 下述内容中，实验箱上没有的电路和器件仅作为参考，可采用替代产品。
2. 设计拓展部分可作为争优的选项。
3. 其它题目也可，如教材上的电子时钟（有快捷调试方式）、步进电机控制等。如有自选题目，应有应用背景和具体方案，需向老师提交完整的任务和设计要求，并经审核批准。
4. 鼓励大家开拓思路，结合学习、生活、社团活动等需求设计新题目。
如教室定时系统、竞赛抢答器、校门语音提示器、广播节目自动**控制等。
一）实验目的。
1、掌握单片机的led显示扩展方法。
2、掌握模拟霓虹灯控制的编程和改变程序运行模式的方法。
二）设计任务及要求。
利用实验台上的led发光二极管，拨码开关，使用单片机控制实现led灯实现如下功能：
1、 实现led灯随时循环点亮，且延时、方向可选择。
2、 利用开关k0~k7实现led灯自设模式的输入控制。即，利用开关状态输入控制led灯显示的方式，并能在led灯上循环运行显示。
三）工作原理及设计思想。
实验台上的8个发光二极管即相关驱动电路，l0-l7为相应发光二极管输入端，该输入端为低电平“0”是发光二极管亮，为“1”时灭。第一个功能主要考察循环编程能力；第二个需要实现的功能主要分两大部分，第一部分是状态的输入并存储，第二部分是运行显示。
图1四）思考题。
怎样高效率实现显示可控、自设点亮模式的输入（查询或中断法）。
五）设计拓展部分。
编程设计实现led灯多种模式的独立和交替显示。如：多模式的随机显示或循环显示。
一）实验目的。
1、了解电子密码锁工作原理和八段led数码管显示原理。
2、掌握led数码管显示器与单片机接口电路设计方法。
3、掌握实现密码锁功能的编程方法。
二）设计任务及要求。
利用实验平台上四位led显示器、拨码开关和led灯设计简易电子密码锁。要求：
1、 用两组压缩bcd码拨码开关作密码输入，密码为4位，且要有设置修改密码的功能。
2、 输入前要有状态提示，用户输入的密码须同步显示在led显示器上。
3、 密码出错时led红灯亮，密码正确则绿灯亮。
三）工作原理与设计思路。
利用三位开关的状态组成密码库，程序主要由密码设置和密码输入并读取比对两大部分。为了将密码在led数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现led显示。其显示电路如图2：
图2四）思考题。
可预设初始密码，编写显示和密码比对程序；密码显示可改为“**的方式。
五）设计拓展部分。
设计键盘输入接口及复杂字符输入、设计防止多次试探密码的电子密码锁并加报警功能。
一） 实验目的。
1、了解点阵式led显示原理。
2、掌握单片机与8×8点阵块之间接口电路设计及编程。
3、掌握8155工作原理及与单片机的接口电路设计。
二） 设计任务及要求。
利用实验平台上8×8点阵显示屏，要求：
在单片机的控制下点阵显示屏显示“go china，加油中国！”，显示方式可采用单字循环显示、左右滚动显示。
三） 工作原理及设计思路。
实验平台上点阵显示模块电路如图3所示。
图38x8点阵共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置0电平，某一行置1电平，则相应的二极管就亮；8x8点阵的列输入为c0~c7，行输入为r0~r7，它们通过驱动电路（芯片1416及74ls245）接至发光二极管的阴极和阳极。 要显示某一个字，首先要设计该字的点阵字形，编好行（或列）点阵码，然后在单片机的控制下对点阵进行逐行（或列）扫描。在人眼的暂存效应下我们会看到完整的字形，从而实现了字体在点阵显示屏上的输出。
由于单片机的i/o口有限，不能满足对led点阵的行列控制，因此需要扩展一片并行接口芯片，可以利用实验平台上的8155芯片完成对led点阵的控制。
四） 思考题。
字库的设计方法及单片机如何控制字体在led点阵显示屏上输出。
五） 设计拓展部分。
实现单片机控制点阵的艺术字形显示方式，如飞字、上下滚动显示，且滚动速度可调。
一） 实验目的。
1、了解计算机控制蜂鸣器发声原理（模拟电子琴）。
2、熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。
二） 设计任务及要求。
利用实验平台上的开关k1~k7和蜂鸣器设计电子音调发生器，要求：
1、利用实验平台上开关k1~k7进行音调选择，即拨动不同的开关产生不同的音调，依次拨动k1~k7，蜂鸣器发出中音1234567七个音调。
2、编写2支不同歌曲的几句精彩部分，其中要有高中低音，并可进行歌曲选择**。
三） 工作原理及设计思路。
音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系如表1所示。要产生音频方波，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出方波的i/o反相，然后重复计时此半周期时间再对i/o反相，就可在i/o脚得到此频率的方波。
在zks-03实验仪上，产生方波的i/o脚选用p1.7，通过跳线选择器jp1将单片机的p1.7与蜂鸣器的驱动电路相连。
这样p1.7输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。另外，**的节拍是由延时实现的，如果1拍为0.
4秒，1/4拍是0.1秒。只要设定延时时间，就可求得节拍的时间。
延时作为基本延时时间，节拍值只能是它的整数倍。
每个音节相应的定时器初值x可按下法计算：
1/2）*(1/f)=(12/fosc)*(216-x)
即 x=216-(fosc/24f)
其中f:音调频率，当晶振fosc=11.0592mhz时，音节“1”相应的定时器初值为x,则可得x=63777d=f921h 其它的可同样求得。
下面是算好的各音阶音符的频率：
音阶 do re mi fa so la si
低音频率。hz) 131 147 165 175 196 220 247
中音频率。hz) 262 294 330 349 392 440 494
高音频率。hz) 522 587 659 700 784 880 988
四） 思考题。
如何通过程序编写**，计算单片机产生音频的范围。
五） 设计拓展部分。
设计一个电子琴，能实现低音、中音、高音的1234567七个音调，输出一首歌曲或乐曲。
一） 实验目的。
1、了解d/a转换芯片0832（或串行tlc5620）的基本原理、性能及编程方法。
2、了解单片机系统中扩展d/a转换的基本方法。
二） 设计任务及要求。
用实验台上模/数转换芯片tlc5620或扩展一片dac0832，要求：
利用单片机通过d/a转换芯片产生方波、锯齿波、和三角波，并可通过按键改变波形频率。
三） 工作原理及设计思路。
产生锯齿波和三角波可由数字量的增减来控制；采样点愈多，精度愈高。要产生正弦波，较简单的手段是造一张数字量表（如正弦波），即将一个周期内电压变化的幅值按8位d/a分辨率256个数值列成**，然后依次将这些数字量送入d/a芯片进行d/a转换输出，只要循环不断地送数，在电压输出端就能获得连续的输出（正弦波），采样点愈多，精度愈高。
四） 思考题。
计算信号发生器的可用频率范围。模/数转换输出的波形（正弦波）如何更平滑？
五） 设计拓展部分。
1、将ｄ/ａ转换产生的三角波输出显示在8x8点阵显示器上。
2、通过d/a转换芯片来产生正弦波。
一） 实验目的。
1、了解can通信的工作原理。
2、掌握can接口工作方式的程序设计。
二）设计任务及要求
利用两台单片机实验平台完成两台单片机can通信。要求：
完成两台单片机的全双工通信。通信双方的单片机可同时发送和接收数据，并将数据在各自的数码管上显示。
三）工作原理及设计思路。
单片机控制的can通信可以通过2线相互连接而实现。单片机通过sja1000 can控制器和t1050，实现can的多机通信。
四）思考题。
单片机间的can通信的速率如何设定？是怎样防止冲突的？
五）设计拓展部分。
设计实现单片机间can通信一主多从方式，考虑对干扰的防护。
一）实验目的。
1、了解单片机串行通信的工作原理。
2、掌握串行口工作方式的程序设计及点对点通信电路连接方法。
二）设计任务及要求
利用两台单片机实验平台完成两台单片机间点对点通信。要求：
1、完成两台单片机间一主一从的单工通信。主机发送数据，从机接收数据并在数码管上显示。
2、完成两台单片机的全双工通信。通信双方的任一单片机可同时发送和接收数据，并将数据在各自的数码管上显示。
三）工作原理及设计思路。
单片机间的串行通信可以通过将串口相互连接而实现。单片机之间的信号都是ttl电平，并不需要特别的电平转换。单片机和单片机的串口可以直接通过导线连接，但两者的txd和 rxd需要相互反接才能正常收发。
四）思考题。
单片机间的串行通信的握手规则怎样确定？
五）设计拓展部分。
1.考虑防止错码的手段，如奇偶、crc等方式。
2. 单片机和pc机（8086编程）之间的rs-232c串行通信，且传输的字符能在pc和单片机上各自显示。
3. 可采用rs-422和rs485接口芯片完成远距离通信。
一） 实验目的。
1、了解a/d芯片tlc0834转换性能及编程方法。
2、掌握a/d转换器与单片机的接口方法。
3、学会使用a/d转换器进行电压信号采集。
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